海洋宏基因组文库中新型酯酶的挖掘及其在游离全反式虾青素生产中的应用

【摘要】：虾青素(Astanthin)作为已知最强的天然抗氧化剂,具有多种营养活性,在食品、水产养殖、医药及化妆品等行业具有良好的应用前景。从深海污泥宏基因组文库中,筛选得到一个具有良好热稳定性和耐碱性的新型酯酶(Est3-14)。其氨基酸序列与已报道蛋白氨基酸序列相比,最高相似度为51%,并确定Est3-14属于脂类水解酶第V家族。以雨生红球藻提取物作为底物,利用该新型酯酶可以高效催化制备游离全反式虾青素,在最佳条件下(0.5 mL无水乙醇,6 mL pH值为8.0的Tris-HCl缓冲液,0.5%(w/v)雨生红球藻油),在40℃下水解36h,虾青素酯的水解率可达99.3%,游离全反式虾青素的产率为200μg/mL,基本水解完全,产生副产物较少。成功构建了一条高效、绿色安全和经济地制备游离全反式虾青素的生物催化法。在相对温和的反应条件下绿色且经济地水解虾青素酯,与皂化法相比,获得了更纯的游离虾青素。较于其他脂肪酶法更加简便,节省了大量的时间并降低了成本。制备的游离虾青素与其他功能基团或者脂肪酸结合,有利于开发新的药物。